Для расчета температурного коэффициента скорости реакции используется уравнение Аррениуса, которое выглядит следующим образом:
ln(k2 / k1) = (Ea / R) * ((1/T1) - (1/T2))
где: k1 и k2 - скорости реакции при температурах T1 и T2 соответственно, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T1 и T2 - температуры в Кельвинах.
Для нашего примера, у нас есть два наблюдения: при 20°C (293 K) реакция протекает за 1 минуту (60 секунд), при 50°C (323 K) реакция протекает за 7,5 секунд.
Давайте подставим данные в уравнение Аррениуса и найдем температурный коэффициент скорости реакции:
ln(k2 / k1) = (Ea / 8,314) * ((1/293) - (1/323))
ln(k2 / k1) = (Ea / 8,314) * (0,0034 - 0,0031)
ln(k2 / k1) = 0,000032 * Ea
Из условия реакции при 20°C и 50°C:
k1 = 1/60 = 0,0167 мин^-1 k2 = 1/7,5 = 0,1333 с^-1
Подставляем значения k1 и k2 в уравнение:
ln(0,1333 / 0,0167) = 0,000032 * Ea
ln(8) = 0,000032 * Ea
Ea = ln(8) / 0,000032 ≈ 6930 К
Таким образом, температурный коэффициент скорости реакции составляет примерно 6930 К.